JP5880026B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、感光体ドラムなどの像担持体に形成された潜像を現像剤により現像する現像装置およびこれを備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device that develops a latent image formed on an image carrier such as a photosensitive drum with a developer, and an image forming apparatus including the developing device.
複写機などの画像形成装置は、例えばキャリアとトナーを含む二成分の現像剤が収容される現像部を備え、現像剤により感光体ドラム上に形成された潜像を現像する。
現像方式の例としては、現像部内に収容されている現像剤を循環搬送すると共に、補給用の現像剤を補給口から少量ずつ補給しつつ、その補給により過剰となった現像剤の一部を排出口から外部に排出させる、いわゆるトリクル現像方式がある。
An image forming apparatus such as a copying machine includes a developing unit in which a two-component developer including, for example, a carrier and toner is accommodated, and develops a latent image formed on a photosensitive drum with the developer.
As an example of the development system, the developer contained in the developing unit is circulated and conveyed, and a replenishment developer is replenished little by little from the replenishment port, and a part of the developer that has become excessive due to the replenishment is removed. There is a so-called trickle development system that discharges to the outside from the discharge port.
このトリクル現像方式では、現像剤に含まれるキャリアが少しずつ古いものから新しいものに入れ替わるので、劣化したキャリアが残り続けることが少なく、現像剤の劣化を抑制して高画質化を実現することができる。
トリクル現像方式の現像部は、正規の水平姿勢で設置された場合に現像剤の排出量が一定量になるように最適化されているが、現像部が水平姿勢で設置されるとは限らない。
In this trickle development method, the carrier contained in the developer is gradually changed from the old one to the new one, so that the deteriorated carrier hardly remains and it is possible to suppress the deterioration of the developer and realize high image quality. it can.
The trickle development unit is optimized so that the developer discharge amount is constant when installed in a regular horizontal position, but the development unit is not always installed in a horizontal position. .
例えば、画像形成装置が水平姿勢ではなく現像部の排出口が下方に位置するような傾斜姿勢で設置された場合や、船内において海洋の波による揺れによってゆっくり水平姿勢と傾斜姿勢が交互に繰り返す場合などがある。
現像部が傾斜姿勢になると、水平姿勢のときよりも現像剤の単位時間当たりの排出量が多くなり、急激に現像部内の現像剤量が減少し易く、現像剤が急激に減少すると、現像剤の局所的な搬送ムラの発生により、現像かすれなど現像性能が低下することになる。
For example, when the image forming apparatus is installed in a tilted posture where the discharge port of the developing unit is positioned below instead of in a horizontal posture, or when the horizontal posture and the tilted posture are alternately repeated in the ship due to shaking caused by ocean waves and so on.
When the developing section is inclined, the amount of developer discharged per unit time is larger than when the developing section is in a horizontal position, and the amount of developer in the developing section is likely to decrease sharply. When the developer rapidly decreases, the developer The development performance such as developing fading is deteriorated due to the occurrence of local conveyance unevenness.
そこで、特許文献1には、現像剤を循環搬送するための循環路と、循環路から分岐した後、再度、循環路に合流し、分岐位置から流入する一部の現像剤を搬送するための分岐路を備え、分岐路の途中に設けられた排出口から現像剤を排出する構成において、現像部が傾斜姿勢で設置されたことを検出すると、分岐路に設けられた排出口をシャッターで遮蔽する構成が開示されている。
Therefore,
現像部が傾斜姿勢になると排出口が遮蔽されるので、遮蔽しない構成に比べると、傾斜姿勢のときに多くの現像剤が排出口から排出されることを防止することできる。 Since the discharge port is shielded when the developing unit is in the inclined posture, it is possible to prevent a large amount of developer from being discharged from the discharge port in the inclined posture as compared with a configuration in which the developing unit is not shielded.
しかしながら、特許文献1の構成では、現像部の傾斜姿勢により、分岐路が水平姿勢のときよりも下方に位置する場合、重力により、水平姿勢であれば本来、循環路に存在しているべき現像剤の多くが分岐路内に入り込み、分岐路に水平姿勢のときよりも現像剤が多めに密度が高くなった状態で片寄って存在するようになる。
このような状態で現像部が傾斜姿勢から水平姿勢になって排出口が開放されると、分岐路内に片寄って存在する、本来であれば循環路に存していたはずの多くの現像剤も排出口から排出されてしまい、現像部内の現像剤の全体量が急減するという問題がある。
However, in the configuration of
In this state, when the developing unit is changed from the inclined position to the horizontal position and the discharge port is opened, many developers that are present in the branching path and are supposed to exist in the circulation path. However, there is a problem that the entire amount of the developer in the developing section is rapidly reduced.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、補給用の現像剤を補給しつつ、過剰となった現像剤を排出する方式において、現像装置の傾斜により現像剤の排出が多くなり現像装置内の現像剤が急減することを従来よりも抑制可能な現像装置およびこれを備える画像形成装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a method of discharging an excess developer while replenishing the developer for replenishment, the developer is discharged due to the inclination of the developing device. An object of the present invention is to provide a developing device and an image forming apparatus provided with the developing device that can suppress the increase in the amount of developer in the developing device.
上記目的を達成するため、本発明に係る現像装置は、ハウジングに収容されている現像剤を循環搬送すると共に、ハウジング内に補給用の現像剤を補給しつつ、過剰となった現像剤の一部を排出口から外部に排出する方式であり、搬送中の現像剤を現像剤担持体に供給して、現像剤担持体に担持される現像剤により、画像形成装置の像担持体に形成された潜像を現像する現像装置であって、現像剤を循環搬送するための循環路と、循環路から分岐して、循環路から流入する一部の現像剤を前記排出口に向けて搬送するための分岐路と、分岐路の入口から前記排出口までの間の位置で、分岐路を流れて前記排出口に向かおうとする現像剤を堰き止める堰き止め手段と、前記分岐路に存する現像剤を、回転軸方向に沿って搬送する回転搬送部材と、を備え、前記堰き止め手段は、前記分岐路の入口から前記排出口に至るまでの間の位置に設けられている堰堤であり、前記現像剤の剤面が前記堰堤を越えるまで当該現像剤が当該堰堤の現像剤搬送方向上流側に溜められ、当該堰堤を越えると、その越えた現像剤が前記排出口から排出される構成であり、前記分岐路は、筒状部材で構成され、前記回転搬送部材は、その軸方向が前記筒状部材の内空間に現像剤搬送方向に沿うように配置され、前記排出口は、前記筒状部材に設けられ、前記堰提は、前記回転搬送部材に、その回転方向一周に亘って設けられ、当該回転搬送部材と一緒に回転する円状の回転部と、前記筒状部材の内面に前記周方向に沿って延設され、前記回転する円状の回転部の、前記周方向に少なくとも最下部を含む一周未満の外周面に摺接する円弧状の固定部と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a developing device according to the present invention circulates and conveys a developer accommodated in a housing, and replenishes a replenishment developer into the housing, while supplying an excess amount of the developer. The developer is discharged from the discharge port to the outside. The developer being conveyed is supplied to the developer carrier, and is formed on the image carrier of the image forming apparatus by the developer carried on the developer carrier. A developing device for developing the latent image, a circulation path for circulating and conveying the developer, and a part of the developer branched from the circulation path and flowing into the discharge path toward the discharge port And a damming means for damming the developer that flows through the branch path toward the discharge port at a position between the branch path inlet and the discharge port, and the development existing in the branch path A rotary conveying member that conveys the agent along the rotation axis direction; Wherein the damming means is a dam provided in a position between from the entrance of the branch passage down to the outlet, the developer until the developer surface of the developer exceeds the dam The developer is stored on the upstream side in the developer conveyance direction of the dam, and when the dam is crossed, the developer exceeding the dam is discharged from the discharge port, and the branch path is formed of a cylindrical member, and the rotation The conveying member is disposed in the inner space of the cylindrical member so that the axial direction thereof is along the developer conveying direction, the discharge port is provided in the cylindrical member, and the dam is connected to the rotary conveying member A circular rotating portion that is provided over the circumference of the rotation direction and rotates together with the rotary conveying member; and the circular rotating portion that extends along the circumferential direction on the inner surface of the cylindrical member and rotates. The rotation portion of the rotating portion including at least the lowest portion in the circumferential direction Characterized in that it comprises an arcuate stationary portion in sliding contact with the an outer peripheral surface of the.
ここで、前記固定部の、前記回転部の外周面に摺接する領域の周方向長さは、前記一周未満かつ前記一周の40%以上であるとしても良い。
ここで、前記周方向長さが前記一周の50%未満であり、前記固定部の前記周方向両端が、前記搬送スクリューの軸芯を通る水平面よりも下方に位置するとしても良い。
Here, the circumferential length of the region of the fixed portion that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the rotating portion may be less than the one turn and 40% or more of the one turn.
Here, the circumferential length may be less than 50% of the circumference, and both ends in the circumferential direction of the fixing portion may be located below a horizontal plane passing through the axis of the conveying screw .
ここで、前記切替手段は、前記現像剤の堰き止めとその解除を、前記現像剤の流路の遮断と開放の切り替えにより行う開閉部材を備え、前記制御手段は、自装置の傾斜姿勢が検出されると、前記開閉部材により前記現像剤の流路を開放から遮断に切り替えるとしても良い。
ここで、前記開閉部材は、前記現像剤の流路を遮断する第1位置と、前記現像剤の流路を開放する第2位置との間を移動可能なシャッターであり、前記制御手段は、前記流路の開放から遮断への切り替えを、前記シャッターを前記第2位置から前記第1位置に移動させることにより行うとしても良い。
Here, the switching unit includes an opening / closing member that performs blocking and releasing of the developer by switching between blocking and opening of the developer flow path, and the control unit detects an inclination posture of the own device. Then, the flow path of the developer may be switched from opening to blocking by the opening / closing member.
Here, the opening / closing member is a shutter that is movable between a first position that blocks the flow path of the developer and a second position that opens the flow path of the developer, and the control means includes: The switching from opening to blocking of the flow path may be performed by moving the shutter from the second position to the first position.
さらに、前記分岐路は、前記循環路から分岐した後、再度、当該循環路に合流する流路であり、当該流路の途中に前記排出口が設けられているとしても良い。 Et al is, the branch passage, after branched from the circulation path, again, a flow path merging into the circulation path may be the discharge port in the middle of the flow path is provided.
上記のように構成すれば、現像装置が傾斜姿勢になっても、循環路から分岐路を排出口に向かって流れようとする現像剤がその途中で堰き止められるので、従来のように循環路に存在しているべき多くの現像剤が傾斜姿勢になったときに分岐路内に流れ込むことが防止され、従来よりも現像装置内に収容されている現像剤の全体量が急減することを抑制することができる。 According to the above configuration, even when the developing device is inclined, the developer that tries to flow from the circulation path toward the discharge port is blocked in the middle of the development apparatus. When a large amount of developer that should be present in an inclined position is prevented from flowing into the branch path, it is possible to prevent the total amount of developer contained in the developing device from rapidly decreasing than before. can do.
<実施の形態1>
(1)全体構成
以下、本発明に係る現像装置および画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラー複写機(以下、単に「複写機」という。)を例にして説明する。
図1は、本実施の形態に係る複写機10の全体の構成を示す図である。
<
(1) Overall Configuration Embodiments of a developing device and an image forming apparatus according to the present invention will be described below using a tandem color copying machine (hereinafter simply referred to as “copying machine”) as an example.
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a
同図に示すように、複写機10は、画像読取部11と、画像形成部12と、給送部13と、定着部14と、制御部15などを備え、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)色からなるカラー画像を形成して用紙に再現する。以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をY、M、C、Kと表す。
画像読取部11は、セットされた原稿の画像を読み取って、読み取って得られた画像データを出力する。
As shown in the figure, the
The
画像形成部12は、Y〜K色に対応する作像部20Y〜20K、中間転写ベルト21、ホッパー7Y〜7Kなどを備えている。
作像部20Y〜20Kは、感光体ドラム1Y〜1K、その周囲に配設された帯電ローラー2Y〜2K、露光部3Y〜3K、現像部4Y〜4K、一次転写ローラー5Y〜5K、感光体ドラム1Y〜1Kを清掃するためのクリーナ6Y〜6Kなどを備えており、感光体ドラム1Y〜1K上にY〜K色のトナー像を作像する。
The
The image forming units 20Y to 20K include
現像部4Y〜4Kには、キャリアとトナーを含む二成分現像剤(以下、「現像剤」と略す。)が収容され、ここでは現像方式としてトリクル現像方式が採用されている。
中間転写ベルト21は、無端状のベルトであり、駆動ローラー22と従動ローラー23に張架されて同図の矢印で示す方向に循環駆動される。
ホッパー7Yは、Y色の補給用現像剤が収容されているカートリッジ9Yが着脱可能であり、装着されているカートリッジ9Y内のY色の補給用現像剤を制御部15の指示により現像部4Yに供給する。他のホッパー7M〜7Kも同様であり、M〜K色の補給用現像剤が収容されているカートリッジ9M〜9Kが着脱可能になっており、装着されているカートリッジ内の補給用現像剤を制御部15の指示により現像部4M〜4Mに供給する。
The developing
The
The
給送部13は、用紙Sを収容する給紙カセット31と、給紙カセット31内の用紙Sを搬送路37上に1枚ずつ繰り出す繰り出しローラー32と、繰り出された用紙Sを搬送する搬送ローラー対33と、搬送される用紙Sを二次転写位置351に送り出すタイミングをとるためのタイミングローラー対34と、二次転写ローラー35などを備えている。
定着部14は、相互に圧接される定着ローラーと加圧ローラーと、定着ローラーを加熱するためのヒーターなどを備えている。
The
The fixing
制御部15は、ユーザーから操作パネル(不図示)を介して複写等の実行指示を受け付けると、その指示に基づき、画像読取部11と画像形成部12などを制御して複写動作を開始させる。
具体的には、画像読取部11に対し原稿画像の読み取りを実行させると共に、読み取って得られた画像データに基づいて露光部3Y〜3Kのレーザダイオードを駆動させる。これにより露光部3Y〜3Kのレーザダイオードから各色に対するレーザー光Lが出射されて、感光体ドラム1Y〜1Kが1ラインずつ露光走査される。
When the
Specifically, the
この露光走査の前に、感光体ドラム1Y〜1Kは、帯電ローラー2Y〜2Kにより一様に帯電されており、レーザー光Lの露光走査によって感光体ドラム1Y〜1K上に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像部4Y〜4Kに収容されている現像剤により現像(顕像化)されて、感光体ドラム1Y〜1K上にトナー像が作像される。
各色のトナー像は、一次転写ローラー5Y〜5Kと感光体ドラム1Y〜1K間に作用する静電力により中間転写ベルト21上に順次一次転写される。この際、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト21上の同じ位置に重ね合わせて転写されるようにタイミングをずらして実行される。中間転写ベルト21上に重ね合わされた各色トナー像は、中間転写ベルト21の循環駆動により二次転写位置351に移動する。
Before this exposure scanning, the
The toner images of the respective colors are primary-transferred sequentially onto the
上記作像動作のタイミングに合わせて、給送部13からは、タイミングローラー対34を介して用紙Sが給送されて来ており、その用紙Sは、循環駆動される中間転写ベルト21と二次転写ローラー35の間に挟まれて搬送される。その際、二次転写ローラー35と駆動ローラー22間に作用する静電力により、中間転写ベルト21上のトナー像が一括して用紙S上に二次転写される。
In synchronization with the timing of the image forming operation, the sheet S is fed from the
二次転写位置351を通過した用紙Sは、定着部14に搬送され、定着部14を通過する際に、用紙S上のトナー像が加熱、加圧されて用紙Sに定着された後、排出ローラー対36を介して排出され、収容トレイ38に収容される。
(2)現像部の構成
図2は、現像部4Yの全体を示す斜視図であり、図3は、図2に示すA−A線における矢視断面図であり、図4(a)は、現像部4Yの装置前側の部分(前部)505を抜き出して示す平面図であり、図4(b)は、図2に示すB−B線における矢視断面図である。
The paper S that has passed the
(2) Configuration of Developing Unit FIG. 2 is a perspective view showing the entire developing
なお、図2に示すように現像部4Yは、装置の正面側から背面側に向かうX軸方向(感光体ドラム1Yの軸方向に相当)に沿って長尺状をしており、同図の左斜め下の端部側を装置前側、右斜め上の端部側を装置後側といい、上下方向をZ軸方向、X軸とZ軸の両方に直交する方向をY軸方向という。また、現像部4Y〜4Kは、使用される現像剤の色が異なるが、基本的に構成は同じであるので、以下では現像部4Yについて説明し、他の色用の現像部については、その説明を省略する。
As shown in FIG. 2, the developing
図2〜図4に示すように現像部4Yは、ハウジング50と、現像ローラー51と、供給スクリュー52と、攪拌スクリュー53と、排出スクリュー54と、現像剤堰き止め部55と、濃度検出センサー56と、現像部傾き検出センサー57などを備える。
ハウジング50〜排出スクリュー54は、X軸方向に沿って長尺状になっている。
ハウジング50は、現像剤Dを収容するものであり、供給室61と攪拌室62と排出室63とがそれぞれ筒状に形成されてなり、図4(b)に示すように攪拌室62、供給室61、排出室63の順にY軸方向に沿って配置されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the developing
The
The
攪拌室62は、装置前側の端部からX軸方向に沿って装置後側の端部に亘って延設され、排出室63は、前部505にだけX軸方向に沿って延設され、供給室61は、前部505を除く残りの部分にX軸方向に沿って延設されている。
供給室61と攪拌室62は、隔壁69により仕切られているが、X軸方向に隔壁69を挟んで装置前側に設けられた開口部71を介して連通すると共に、装置後側に設けられた開口部72を介して連通する構成になっている。
The stirring
Although the
また、供給室61の装置前側の端部と排出室63の装置後側の端部とが開口部73を介して連通し、排出室63の装置前側の端部と、攪拌室62の装置前側の端部とが開口部74を介して連通する構成になっている。
Z軸(上下)方向には、排出室63から見て、供給室61が斜め上、攪拌室62が斜め下に位置する関係を有している(図6(b))。
Further, the end of the
In the Z-axis (up and down) direction, as viewed from the
現像ローラー51と供給スクリュー52は、供給室61に設けられ、攪拌スクリュー53は、攪拌室62に設けられ、排出スクリュー54は、排出室63に設けられる。
現像ローラー51は、図3に示すように供給室61の、感光体ドラム1Yに対向する位置に設けられた開口部に配置されており、円筒形の現像スリーブ511と、現像スリーブ511の内部に軸方向に沿って挿通されるマグネットローラー512を備えている。
The developing
As shown in FIG. 3, the developing
マグネットローラー512は、複数の磁極、例えばN極とS極の形成された部分が周方向に順に交互に並ぶように設けられてなり、回転不可となるように軸方向の端部がハウジング50に固定されている。各磁極のそれぞれは、軸方向に沿って延在されている。
現像スリーブ511は、ハウジング50の開口部を介して感光体ドラム1Yと対向する部分が開口部から露出すると共に、図3の矢印で示す方向に回転自在にハウジング50に保持され、静止しているマグネットローラー512の周りを、マグネットローラー512の磁力により表面に現像剤Dを保持(担持)しつつ回転する。
The
The developing
供給スクリュー52は、回転軸の外周面に軸方向に沿って螺旋羽根が設けられてなり、供給室61内において現像ローラー51を挟んで感光体ドラム1Yに対向する位置に配され、X方向に平行な姿勢でハウジング50に回転自在に支持されている。
供給スクリュー52は、その回転により、供給室61内の現像剤Dを装置後側から装置前側に向けて搬送しつつ、現像ローラー51に供給する。
The
The
攪拌スクリュー53と排出スクリュー54は、それぞれが、その回転軸の外周面に螺旋羽根が設けられてなり、供給スクリュー52に対して平行な姿勢でハウジング50に回転自在に支持されている。
攪拌スクリュー53は、その回転により、攪拌室62内の現像剤Dを攪拌しつつ装置前側から装置後側に向けて搬送し、排出スクリュー54は、その回転により、排出室63内の現像剤Dを装置後側から装置前側に向けて搬送する。
Each of the stirring
The agitating
なお、排出スクリュー54には、装置後側の端部にだけ、これ以外の部分とは螺旋羽根の旋回の向きが逆向きの逆巻き羽根を有する逆巻部541(図4)が設けられている。
供給スクリュー52は、図示しない駆動モーターからの駆動力により回転する現像ローラー51の駆動力を受けて、図3の矢印で示す方向に回転し、攪拌スクリュー53は、供給スクリュー52を介して現像ローラー51の駆動力を受けて、図3の矢印で示す方向に回転する。
The
The
排出スクリュー54は、攪拌スクリュー53からの駆動力により攪拌スクリュー53と同方向に回転する。本実施の形態では、攪拌スクリュー53の、ハウジング50の外側に突出した装置前側の端部にプーリー91が装着され、排出スクリュー54の、ハウジング50の外側に突出した装置前側の端部にプーリー92が装着され、プーリー91と92には、ベルト93が掛けられており、攪拌スクリュー53の回転駆動力がベルト93を介して排出スクリュー54に伝達されるようになっている。
The
攪拌室62の装置前側の部分には、カートリッジ9Yからの補給用現像剤を攪拌室62内に受け入れるための補給口40(図4(a))が設けられており、カートリッジ9Yから補給用現像剤が筒状の補給管41を介して現像部4Yに供給される。
現像剤堰き止め部55は、供給室61の装置前側の端部と排出室63の装置後側の端部との間に介在する開口部73をシャッター81により開閉するものであり、現像部4Yが正規の姿勢(水平姿勢)では、開口部73を開状態にして、正規の姿勢に対して装置前側が下方(装置後側が上方)になる傾斜姿勢になると、開口部73を閉状態にする。この開閉動作は、制御部15により制御される。現像剤堰き止め部55の構成と開閉制御の詳細については、後述する。
A replenishment port 40 (FIG. 4A) for receiving the replenishment developer from the
The
濃度検出センサー56は、攪拌室62の底部に配され、攪拌室62を搬送される現像剤Dのキャリアとトナーの比率を計測するセンサーであり、キャリアとトナーの比率を示す検出信号を制御部15に送る。制御部15は、キャリアとトナーの比率が適正範囲になるように、ホッパー7Yを制御して、カートリッジ9Y内のY色の補給用現像剤を現像部4Yに供給させる。
The
現像部傾き検出センサー57は、例えば水準器などからなり、現像部4Yが水平姿勢にあるか傾斜姿勢にあるかを検出し、その検出結果を制御部15に送る。制御部15は、水平姿勢であるか傾斜姿勢であるかによって、現像剤堰き止め部55のシャッター81による開口部73の開閉を切り替える。なお、現像部4Yの水平姿勢に対する傾斜を検出できれば良く、例えば角度センサーなどの他の検出手段を用いるとしても良い。
The developing unit
このような構成において、現像ローラー51、供給スクリュー52、攪拌スクリュー53、排出スクリュー54が同時に回転すると、供給室61内の現像剤Dが供給スクリュー52により装置後側から装置前側に向かって搬送され、現像剤堰き止め部55のシャッター81により開口部73が開状態であれば、供給室61内を装置後側から装置前側に搬送された現像剤Dは、装置前側において一部が開口部71を通って攪拌室62に搬送され、残りの部分が開口部73を通って排出室63に搬送される。
In such a configuration, when the developing
なお、排出室63に配置される排出スクリュー54の装置後側の端部に設けられている逆巻部541は、現像剤Dに対して装置前側から後側に向かわせる(排出室63から開口部73を介して供給室61に戻させる)搬送力を付与するものである。
この逆巻部541の搬送力は、供給スクリュー52により現像剤Dに付与される搬送力よりも少し弱くなっており、供給室61から開口部73を通って排出室63に向かう現像剤Dには、供給スクリュー52による搬送力と排出スクリュー54の逆巻部541による逆向きの搬送力との差分の搬送力だけが付与されることになる。
A
The conveying force of the
このため実際には、供給スクリュー52により装置前側に搬送されて来た現像剤Dのうち、一部だけが開口部73から逆巻部541を通過して排出室63内に搬送され、ほとんどが開口部71を通って攪拌室62に搬送される。
攪拌室62に搬送された現像剤Dは、攪拌スクリュー53により装置前側から装置後側に向かって搬送され、装置後側の開口部72に到達すると、開口部72を通って供給室61に搬送される(戻される)。これにより、供給室61、開口部71、攪拌室62、開口部72の順に現像剤Dが循環搬送する循環路101が形成される。
Therefore, in practice, only a part of the developer D conveyed to the front side of the apparatus by the
The developer D transported to the stirring
一方、排出室63に搬送された現像剤Dは、排出スクリュー54により装置後側から装置前側に向かって搬送されるが、その途中に、排出室63の底面502に設けられる排出口59から一部が外部に排出され、排出されなかった残りが装置前側の開口部74まで搬送される。なお、排出口59から排出された現像剤Dは、図示しないタンク内に収容される。
On the other hand, the developer D transported to the
開口部74まで搬送された現像剤Dは、開口部74を通って攪拌室62の装置前側の端部に搬送された後、攪拌スクリュー53により攪拌室62内を装置後側に向かって搬送され、開口部71のところで、供給室61から開口部71を介して攪拌室62に搬送されて来た現像剤と合流し、さらに装置後側に向かって搬送される。
これにより、供給室61から開口部73、排出室63、開口部74を介して攪拌室62に戻る、一部の現像剤Dを搬送するための流路、すなわち循環路101から分岐した後、循環路101に合流する分岐路102が形成される。
The developer D transported to the
Thereby, after branching from the flow path for conveying a part of the developer D, that is, returning from the
ハウジング50内に収容されている現像剤Dの全体量は、トリクル現像方式により、トナーホッパー7Yから補給用現像剤が一定量供給されることによって増えるが、過剰になると、その過剰分が排出口59から外部に排出されることにより、現像剤量の許容範囲内で、ある程度の幅をもって増減(変動)することになる。
現像剤Dの全体量が少なすぎると、現像ローラー51に担持される現像剤量が現像に最低限必要な量よりも少なくなって、現像による感光体ドラム1Y上のトナー像がかすれたようになる現像かすれの原因になる。
The total amount of the developer D accommodated in the
If the total amount of the developer D is too small, the amount of developer carried on the developing
逆に現像剤Dの全体量が多すぎると、供給スクリュー52などの各スクリューの回転負荷が大きくなって回転トルクが増し、駆動モーターなどの駆動源に大きな負荷がかかって、各スクリューの回転不良や駆動源の故障に繋がるおそれが生じる。
このため、現像かすれが生ぜず、かつ各スクリューの回転不良や駆動源の故障が生じない、装置毎に適した許容範囲内で、現像剤Dの全体量がある程度の幅をもって増減するように、補給用現像剤の供給量や供給スクリュー52などの各スクリューによる現像剤の搬送力などが予め決められている。
On the contrary, if the total amount of the developer D is too large, the rotational load of each screw such as the
For this reason, the overall amount of the developer D is increased or decreased within a certain range within an allowable range suitable for each apparatus, in which development fading does not occur and rotation failure of each screw or failure of the drive source does not occur. The supply amount of the replenishment developer, the developer conveyance force by each screw such as the
現像剤Dの全体量の変動範囲が現像剤量の許容範囲内に収まっていれば良いが、現像部4Yが水平姿勢から傾斜姿勢に変わった場合に、開口部73を開状態のままにしておくと、本来、供給室61内に存在しているべき現像剤Dの多くが供給室61よりも下方に位置する開口部73を通って排出室63内に重力により流れ込み、排出室63を通って排出口59から外部に排出されてしまう。このようになると、現像剤Dの全体量が傾斜姿勢になる前の本来の量よりも急減して、現像剤量の許容範囲から外れることが生じる。
The variation range of the total amount of the developer D may be within the allowable range of the developer amount. However, when the developing
排出スクリュー54の螺旋羽根と排出室63の内周面との間には、排出スクリュー54をスムーズに回転させるために、ある程度の隙間が設けられており、このため、現像部4Yが例えば1〜3°程度、傾斜しただけでも、多くの現像剤Dが排出室63の底面502と排出スクリュー54の螺旋羽根との間の隙間を通って排出室63内に流れ込み易い。
そこで、本実施の形態では、現像部4Yが水平姿勢から傾斜姿勢になったことが検出されると、現像剤堰き止め部55のシャッター81により開口部73を開状態から閉状態に切り替えることにより、傾斜姿勢になっても現像剤Dが排出室63内に入り込むのを阻止するようにしている。
A certain amount of gap is provided between the spiral blade of the
Therefore, in this embodiment, when it is detected that the developing
(3)現像剤堰き止め部の構成
図5は、現像剤堰き止め部55の構成を示す分解斜視図であり、図6(a)は、シャッター81により開口部73が開状態にされている様子を示す外観斜視図であり、図6(b)は、図6(a)に示すC−C線における断面図であり、図7(a)は、シャッター81により開口部73が閉状態にされている様子を示す外観斜視図であり、図7(b)は、図7(a)に示すD−D線における断面図である。なお、図6と図7では、シャッター81の姿勢を判りやすく示すために一部を透視して示している。
(3) Configuration of Developer Damping Portion FIG. 5 is an exploded perspective view showing the configuration of the
図5〜図7に示すように、現像剤堰き止め部55は、シャッター81と、ねじりコイルバネ82と、シャッター駆動アクチュエーター83を備える。
シャッター81は、開口部73を開閉するための本体部811と、本体部811の前側面に装置前側に向かって立設された軸部812とピン813を備える。
軸部812は、大径部821と、大径部821よりも装置前側に設けられた小径部822と、小径部822の外周面に設けられた突起814からなり、ハウジング50の装置前側に設けられた軸受部501に回転自在に支持されており、小径部822に、ねじりコイルバネ82が嵌め込まれている。
As shown in FIGS. 5 to 7, the
The
The
ねじりコイルバネ82は、その一端が本体部811に設けられたピン813に係合し、その他端がハウジング50に係合しており、本体部811に対して図5の矢印Eに示す方向への回転力を常時、付勢している。
軸部812に設けられた突起814は、ソレノイドなどからなるシャッター駆動アクチュエーター(以下、「アクチュエーター」と略す。)83と連結しており、アクチュエーター83は、突起814を介して本体部811を、矢印Eで示す方向とは逆方向に回転させる駆動力を付与する。
One end of the
A
アクチュエーター83が動作すると、シャッター81は、アクチュエーター83からの駆動力により、ねじりコイルバネ82の付勢力に抗して、矢印Eで示す方向とは逆方向に一定量だけ回転し、図6に示すように開口部73がシャッター81により開状態にされる。このシャッター81の位置を開位置という。
一方、アクチュエーター83が停止しているときには、アクチュエーター83からの駆動力がシャッター81に付与されなくなり、シャッター81は、ねじりコイルバネ82の付勢力により、矢印Eで示す方向に回転して、図7に示すように開口部73がシャッター81により閉状態にされる。このシャッター81の位置を閉位置という。
When the
On the other hand, when the
アクチュエーター83の動作と停止を切り替えることにより、シャッター81を開位置から閉位置に、閉位置から開位置に切り替えることができる。
シャッター81が閉位置から開位置に切り替えられると、図6(b)の破線の矢印で示すように供給スクリュー52により搬送される現像剤Dの排出室63への流路(分岐路102)が形成される。これにより、現像剤Dのうち、そのほとんどが実線の矢印で示すように開口部71を通って供給室61の斜め下に位置する攪拌室62に搬送されつつ、残りの一部が開口部73を通って供給室61の斜め下に位置する排出室63に搬送される。
By switching between operation and stop of the
When the
シャッター81が開位置から閉位置に戻されると、図7(b)に示すように供給スクリュー52により搬送される現像剤Dの排出室63への流路が遮断され、現像剤Dの全てが開口部71を通って攪拌室62に搬送され、排出室63へは搬送されなくなる。
シャッター81の開位置と閉位置の切り替えは、制御部15により実行される。
(4)制御部の構成
図8は、制御部15の構成を示すブロック図である。
When the
Switching between the open position and the closed position of the
(4) Configuration of Control Unit FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the
同図に示すように、制御部15は、主な構成要素として、CPU151と、ROM152と、RAM153と、シャッター開閉制御部154を備え、各部は、相互にデータのやりとりを行えるようになっている。
CPU151は、ROM152に格納されている制御プログラムに基づいて、画像読取部11、画像形成部12、給送部13などの各部の動作を制御し、円滑なカラーの画像形成動作を実現する。また、現像部4Y〜4Kごとに濃度検出センサー56からの検出信号に基づき、現像部4Y〜4Kに収容されている現在の現像剤Dのキャリアとトナーの比率が、基準として予め決められている適正範囲内にあるか否かを判断する。色毎に、キャリアとトナーの比率が適正範囲から外れていれば適正範囲内に入るように、対応する色用のホッパー7Y〜7Kから補給用現像剤を対応する現像部に補給する制御を行う。
As shown in the figure, the
The
RAM153は、CPU151のワークエリアとなる。
シャッター開閉制御部154は、現像部4Y〜4Kごとに現像部の姿勢(水平姿勢または傾斜姿勢)に応じてシャッター81による開閉制御を行う。
(5)開閉制御の処理内容
図9は、現像部4Yに対する開閉制御の処理内容を示すフローチャートである。
The
The shutter opening /
(5) Processing Contents of Opening / Closing Control FIG. 9 is a flowchart showing processing contents of the opening / closing control for the developing
同図に示すように、複写機10の電源がオンされると(ステップS1)、現像部傾き検出センサー57の検出信号を取得する(ステップS2)。なお、電源オン時には、前回の電源オフ時にシャッター81が閉位置に戻されているので(後述のステップS9)、シャッター81が閉位置に位置しているものとする。ここで、電源オフとは、例えば複写機10の電源プラグが商用電源のコンセントから抜かれている場合や複写機10の主スイッチがオフされている場合などとすることができる。
As shown in the figure, when the power of the copying
そして、現像部4Yの傾斜が所定量未満であるか否かを判断する(ステップS3)。
ここで、所定量は、これ以上の角度で現像部4Yが傾斜すると、供給室61に収容されている現像剤Dの多くが重力により排出室63内に片寄るように移動して、排出口59からの排出により、現像かすれが生じる程度まで現像剤Dの全体量が低減すると想定される角度に相当する量であり、予め実験などにより求められて、その情報がROM152などに格納される。
Then, it is determined whether or not the inclination of the developing
Here, when the developing
現像部4Yの傾斜が所定量未満である、すなわち水平姿勢であること、または現像かすれの発生に至らない範囲内での傾斜であることを判断すると(ステップS3で「YES」)、シャッター81を開位置に移動させる(ステップS4)。シャッター81の開位置への移動は、アクチュエーター83を駆動することにより行われる。
電源オフであるか否かを判断する(ステップS7)。
When it is determined that the inclination of the developing
It is determined whether or not the power is off (step S7).
電源オフでないことを判断すると(ステップS7で「NO」)。ステップS2に戻る。
現像部4Yが水平姿勢であれば、ステップS2〜S4、S7の処理が繰り返し実行される。従って、水平姿勢が維持されている間、シャッター81が開位置に位置し、循環路101と分岐路102を現像剤Dが搬送される状態になり、供給室61内の現像剤Dの一部が開口部73を通って排出室63に搬送され、排出室63内を搬送される現像剤Dが排出口59を通過する際にその一部が外部に排出され、排出されずに排出口59の位置を通過した残りの現像剤Dが排出室63から開口部74を通って攪拌室62に搬送される現像剤Dの循環動作が継続される。
If it is determined that the power is not turned off ("NO" in step S7). Return to step S2.
If the developing
例えば、複写機10の設置場所が一時的にユーザーによって移動されたために現像部4Yが傾斜姿勢になった場合や、複写機10が船舶内に設置されており海洋の波による揺れによって長い周期でゆっくり水平姿勢と傾斜姿勢が交互に繰り返すときの水平姿勢から傾斜姿勢に遷移した場合に、その現像部4Yの傾斜量が所定量以上になったことを判断すると(ステップS3で「NO」)、その時点でシャッター81が開位置に位置しているか否かを判断する(ステップS5)。
For example, when the developing
シャッター81が開位置に位置しているか否かの判断は、ここではアクチュエーター83が駆動されているときに開位置、停止のときに閉位置であると判断することにより行われるが、これとは別に、例えば位置センサーなどを用いてシャッター81の位置を直接、検出する構成をとるとしても良い。
シャッター81が開位置であることを判断すると(ステップS5で「YES」)、シャッター81を閉位置に移動して(ステップS6)、ステップS7に移る。
Whether the
If it is determined that the
一方、シャッター81が開位置ではない、すなわち閉位置であれば(ステップS5で「NO」)、そのままステップS7に移る。シャッター81の閉位置への移動は、アクチュエーター83の駆動を停止することにより行われる。
現像部4Yが傾斜姿勢であれば、ステップS2、S3、S5、S7の処理が繰り返し実行される。従って、傾斜姿勢になっている間、シャッター81が閉位置に位置し、分岐路102がその入口で遮断され、循環路101だけに現像剤Dが搬送される状態になり、供給室61内の現像剤Dが排出室63に搬送されることがない。
On the other hand, if the
If the developing
これにより、傾斜により本来、供給室61内に存在しているべき現像剤Dの多くが重力により排出室63内に移動して排出口59から排出されることがなくなり、排出室63内に現像剤Dが片寄って存在することがなくなることから、傾斜姿勢から水平姿勢に戻されたときにも、現像部4Y内の現像剤Dが急減することもなくなる。
現像部4Yが傾斜姿勢から水平姿勢に戻されると(ステップS3で「YES」)、シャッター81が開位置に移動され(ステップS4)、供給室61内の現像剤Dの排出室63への搬送が再開される。
As a result, the developer D, which should originally exist in the
When the developing
電源オフであることを判断すると(ステップS7で「YES」)、シャッター81が閉位置であるか否かを判断する(ステップS8)。
シャッター81が閉位置ではなく、開位置であることを判断すると(ステップS8で「NO」)、シャッター81を閉位置に移動した後(ステップS9)、電源をオフして(ステップS10)、当該制御を終了する。一方、シャッター81が閉位置であることを判断すると(ステップS8で「YES」)、そのまま電源をオフして(ステップS10)、当該制御を終了する。電源がオフされると、アクチュエーター83が停止されたままになり、シャッター81には、ねじりコイルバネ82の付勢力が作用するので、シャッター81は、電源オフを契機にそのオフの間、閉位置に位置し、開口部73の閉状態が維持される。これにより、仮に、電源オフの間、現像部4Yが傾斜姿勢になっても現像剤Dが排出室63に流れ込むことが防止される。
If it is determined that the power is off (“YES” in step S7), it is determined whether or not the
If it is determined that the
なお、上記では、現像部4Yに対する開閉制御の内容を説明したが、他の現像部4M〜4Cについても同様の制御が行われる。
以上、説明したように本実施の形態では、現像部が傾斜姿勢になると、現像剤Dの排出室63への流入を阻止する、すなわち分岐路102を流れて排出口59に向かおうとする現像剤Dを堰き止める動作を実行する。
In the above description, the contents of the opening / closing control for the developing
As described above, in the present embodiment, when the developing unit is inclined, the development that prevents the developer D from flowing into the
従って、傾斜姿勢により排出室63(分岐路102)が水平姿勢のときよりも下方に位置するようになったために、供給室61内の現像剤Dが重力により排出室63に流れ込んで、排出口59から排出されてしまうことがなくなり、現像部内の現像剤Dが姿勢変更により急減することによる現像かすれの発生を防止することができる。
なお、上記では、電源オフ時にシャッター81を閉位置に移動させるとしたが、これに限られず、例えば開位置に移動させておき、再度の電源オンの後、現像部が傾斜姿勢であることが検出されると、シャッター81を閉位置に移動させる構成をとるとしても良い。
Accordingly, since the discharge chamber 63 (branch path 102) is positioned lower than that in the horizontal posture due to the inclined posture, the developer D in the
In the above description, the
<実施の形態2>
上記実施の形態では、現像部が傾斜姿勢になったときに現像剤Dが排出室63に流れ込むことを阻止するために、シャッターを開閉制御する構成をとったが、本実施の形態では、シャッターの開閉制御に代えて、分岐路を流れる現像剤Dを堰き止める堰堤(ダム)を設けるとしており、この点が実施の形態1と異なっている。以下、説明の重複を避けるため、実施の形態1と同じ内容についてはその説明を省略し、同じ構成要素については、同符号を付すものとする。
<Embodiment 2>
In the above embodiment, the shutter is controlled to be opened and closed in order to prevent the developer D from flowing into the
(1)現像部の構成
図10は、実施の形態2に係る現像部4Yの装置前側の部分505を示す平面図であり、図11は、現像部4Yの装置前側の部分505を水平面で切断したときの断面図であり、供給スクリュー52に堰堤200が設けられている様子を示しており、図12は、図11に示す矢印Fの方向から供給スクリュー52を見たときの斜視図であり、図13は、図12に示す供給スクリュー52を取り外した状態を示す斜視図であり、図14は、堰堤200の構成を示す拡大斜視図であり、図15は、図11に示すG−G線における堰堤200の矢視断面図である。
(1) Configuration of Developing Unit FIG. 10 is a plan view showing a device
図10〜図15に示すように、本実施の形態では、供給スクリュー52が装置前側の端部まで延長されており、ハウジング50において、装置前後方向に、供給スクリュー52の装置前側の端部から開口部71までの部分が排出室63を構成し、開口部71から装置後側の端部までの部分が供給室61を構成している。
供給スクリュー52は、その軸部529の周面に装置後側から装置前側に向かって現像剤Dを搬送するための螺旋羽根が設けられてなるが、排出室63の装置後側(現像剤搬送方向上流側)の端部にだけ、螺旋の向きが逆向きの逆巻部541が設けられている。
As shown in FIGS. 10 to 15, in the present embodiment, the
The
供給室61に収容されている現像剤Dは、装置後側から装置前側に向かって供給スクリュー52により搬送され、搬送された現像剤Dのうち、ほとんどが開口部71を通って攪拌室62に搬送され、一部が逆巻部541を通過して排出室63を搬送される。
排出室63の途中には、排出口59が設けられており、排出室63を搬送される現像剤Dのうち、一部が排出口59から排出され、排出されなかった残りの現像剤Dが装置前側の開口部74を通って攪拌室62に搬送される。図11に示す流路101が循環路に相当し、流路102が分岐路102に相当する。
The developer D accommodated in the
A
堰堤200は、図11に示すように排出室63内における、供給スクリュー52の逆巻部541よりも装置前側(現像剤搬送方向下流側)、かつ排出口59よりも装置後側(現像剤搬送方向上流側)の位置に設けられ、回転体201と固定部材202を備える。
回転体201は、図14に示すように供給スクリュー52の軸部529の周面に設けられ、軸部529と同心円であり一体となって回転する円形の板状部材であり、例えば金属製や樹脂製とすることができる。なお、軸部529と別部材にする構成に限られず、例えば軸部529の径を大きくすることにより軸部529が回転体201を兼ねる構成をとるとしても良い。
As shown in FIG. 11, the
As shown in FIG. 14, the
固定部材202は、一部が切り欠かれて軸方向視C字形をした円弧状の部材であり、切り欠かれた部分が上方に位置した状態で、その内周面が回転体201の外周面に摺接するようにハウジング50の排出室63の内面に設けられてなる。
固定部材202は、発泡ウレタンなどの弾性体からなるが、材料がこれに限られることはなく、例えば、樹脂製や金属製などであっても良い。また、固定部材202は、ハウジング50と別部材としてハウジング50に装着することに限られず、例えばハウジング50が樹脂製の場合、ハウジング50と一体成型により形成するとしても良い。
The fixing
The fixing
固定部材202の周方向両端211,212は、図15に示すように軸部529の軸芯を通る水平面299よりも上に位置しており、排出室63は、その内周面630と、固定部材202の周方向両端211,212と、回転体201の外周面とで囲まれる空間210を除いて、回転体201と固定部材202からなる堰により遮断されたようになる。
従って、供給スクリュー52が回転し、逆巻部541を通過して排出室63内に流入した現像剤Dは、その流れが堰堤200により阻止されるが、阻止された現像剤Dが堰堤200よりも搬送方向上流側で貯留され、トリクル現像方式による現像部4Yへの補給用現像剤の供給による現像剤Dの全体量の増加や、現像部4Yの水平姿勢から傾斜姿勢への姿勢変更時の重力による現像剤Dの片寄りによって、その貯留量が増え、図16に示すように現像剤Dの剤面Daが固定部材202の両端211,212(上限レベル)に達した後、さらに増加してその剤面Daの高さが両端211,212より高くなろうとすると、その増加分の現像剤Dが堰堤200を越えて溢れ出る。
As shown in FIG. 15, both ends 211 and 212 in the circumferential direction of the fixing
Accordingly, the flow of the developer D that has rotated the
堰堤200を越えて溢れ出た現像剤Dは、供給スクリュー52の、回転体201よりも下流側の螺旋羽根による搬送力を受けて排出口59に向かって搬送される。
堰堤200により現像剤Dが貯留されることは、現像部4Yが水平姿勢にあるときでも傾斜姿勢にあるときでも同じように行われ、現像剤Dの剤面Daが堰堤200の高さ以上になることはなく、堰堤200が低ければ貯留量が少なく(現像剤Dの全体量が少なめになり)、高くなるほど貯留量が多くなる(現像剤Dの全体量が多めになる)ことから、トリクル現像方式により現像部4Y内の現像剤Dの全体量が変動するときの、その変動範囲は、堰堤200の高さにより決まることになる。
The developer D overflowing beyond the
The storage of the developer D by the
(2)現像剤Dの全体量の変動範囲について
図17は、現像部4Yの傾斜による現像剤Dの全体量の変動範囲が変化する様子の実験例を示す図であり、(a)が本実施の形態による実施例を、(b)が比較例を示している。ここで、比較例は、堰堤200を設けない構成であり、これ以外は、本実施の形態と同じ構成のものが用いられている。
(2) Variation range of total amount of developer D FIG. 17 is a diagram showing an experimental example in which the variation range of the total amount of developer D due to the inclination of the developing
実験は、現像部4Yを、水平姿勢(揺動角=0°)のまま維持して、通常の画像形成を連続して実行したときにトリクル現像方式により変化する現像剤Dの全体量が最大になったときと最小になったときのグラム数を計測して、計測された最小値から最大値までの範囲を基準の現像剤量変動範囲250(比較例では260)とした。
そして、現像部4Yを水平姿勢に対し装置前後方向中央を支点に装置前側端部と装置後側端部とが交互に上下になるように30秒を1周期として繰り返し揺動させたときに、基準の現像剤量変動範囲に対して、どれだけ現像剤量変動範囲が変わるかを、揺動(傾斜)角を3.5°にした場合、5°にした場合、7.5°にした場合のそれぞれについて、基準の現像剤量変動範囲を求めたときと同じ条件で現像剤Dの全体量の最大と最小を計測することにより求めた。
In the experiment, the entire amount of the developer D that changes by the trickle developing method when the developing
Then, when the developing
実験結果を見ると、実施例でも比較例でも現像剤量変動範囲の最小値は、揺動角が大きくなるに連れて小さくなっている。これは、揺動により排出室63が水平姿勢に対して下方に位置する度に、揺動角が大きいほど重力により堰堤200を越える現像剤の量が増えて、現像剤量が少なくなるからである。
一方、現像剤量変動範囲の最大値は、揺動角に関わらず同じ値になっている。これは、堰堤200の高さが揺動角の大きさに関わらず一定であり、水平姿勢でも傾斜姿勢でも堰堤200による現像剤Dの貯留量の最大値が変わらないからである。
Looking at the experimental results, the minimum value of the developer amount fluctuation range in both the example and the comparative example decreases as the swing angle increases. This is because every time the
On the other hand, the maximum value of the developer amount variation range is the same regardless of the swing angle. This is because the height of the
なお、図17における破線で示す枠は、現像による適正な画像(適正画像レベル)を維持できる現像剤Dの全体量の範囲(適正維持範囲)を示している。
ここで、適正維持範囲の最小値は、現像剤量が少なくなっても当該値までであれば現像かすれが発生するおそれがないと想定される現像剤量の下限値であり、特に傾斜姿勢の場合には、現像部4Yの装置前後方向両端部のうち、上方に位置する側の端部への現像剤量が不足気味になることから現像かすれが発生し易くなる。
Note that a frame indicated by a broken line in FIG. 17 indicates a range (appropriate maintenance range) of the entire amount of developer D that can maintain an appropriate image (appropriate image level) by development.
Here, the minimum value of the appropriate maintenance range is a lower limit value of the developer amount that is assumed to cause no development fading even if the developer amount is reduced to this value, and particularly in the inclined posture. In this case, since the amount of developer at the upper end of the developing
同図は、傾斜角が0°で、適正画像レベルの最小値が約180グラムであるが、傾斜角が5°になると約200グラム、傾斜角が7.5°になると約260グラムに上がっている例を示している。
一方、適正維持範囲の最大値は、現像剤量が多くなっても当該値までであれば、現像ローラー51、供給スクリュー52、攪拌スクリュー53などの回転体材の回転トルクが増えて、これらを回転させる駆動モーターや駆動系などにかかる負荷が、一定であるべき回転速度に変動を生じさせて、現像に支障を来たすまでには至らないと想定される現像剤量の上限値である。適正維持範囲の最大値は、各スクリューの回転トルクの大きさに起因するので、揺動角の大きさに関わらず同じ値になっている。
In the figure, the inclination angle is 0 °, and the minimum value of the appropriate image level is about 180 grams, but when the inclination angle becomes 5 °, it increases to about 200 grams, and when the inclination angle becomes 7.5 °, it increases to about 260 grams. An example is shown.
On the other hand, if the maximum value of the appropriate maintenance range is up to this value even if the amount of developer increases, the rotational torque of the rotating body material such as the developing
図17(a)に示す実施例では、揺動角が5°以下の範囲では現像剤量変動範囲251,252が適正維持範囲内に収まっており、このことから現像部4Yが揺動しても揺動角が5°以下であれば、適正画像レベルを維持することができることが判る。なお、揺動角が7.5°では、現像剤量変動範囲253が最小値側で適正維持範囲からはみ出しており、7.5°まで傾斜してしまうと、実施例の構成でも画像かすれが生じることがある。
In the embodiment shown in FIG. 17A, the developer amount fluctuation ranges 251 and 252 are within the proper maintenance range when the swing angle is 5 ° or less, and this causes the developing
これに対し、図17(b)に示す比較例では、基準である揺動角が0°における現像剤量変動範囲260は、適正維持範囲内に収まっているが、3.5°,5°,7.5°における現像剤量変動範囲261,262,263は、その下限値が適正維持範囲の下限値からはみ出しており、このことから比較例よりも実施例の方が、許容できる傾斜角の最大値が大きく、現像部の揺動に対して現像による画像品質をより安定できることが判る。
On the other hand, in the comparative example shown in FIG. 17B, the developer
なお、図17(b)の比較例では、実施例よりも現像剤量変動範囲の最小値が小さくなっているが、これは、比較例は、排出室63に堰堤200が設けられていないので、上記のように現像部が傾斜姿勢になると、排出スクリュー54の螺旋羽根と排出室63の底面502との間の隙間を自由に現像剤Dが通って流れ、排出口59から排出されてしまい、その排出量は、傾斜角が大きくなるほど多くなるからである。
In the comparative example of FIG. 17B, the minimum value of the developer amount fluctuation range is smaller than that in the example. This is because the comparative example does not include the
また、現像剤量変動範囲の最大値が実施例よりも若干少なくなっているが、これは、排出室63に堰堤200が設けられておらず、逆巻部541だけで排出室63に入り込もうとする現像剤量を規制する構成であるため、堰堤200で現像剤Dの流れを阻止する実施例よりも現像剤の排出量が多くなって、その分、最大値が下がったからである。
以上、説明したように本実施の形態2に係る現像部は、排出室63(分岐路102)に排出口59に向かおうとする現像剤Dを堰き止める堰堤200を設けたので、現像部が傾斜姿勢になっても、最低限、堰堤200により堰き止め可能な量の現像剤については排出口59から排出されることを阻止でき、堰堤を設けない構成に比べて、現像部内の現像剤の急減を低減することができる。
In addition, the maximum value of the developer amount fluctuation range is slightly smaller than that in the embodiment, but this is because the
As described above, the developing unit according to the second embodiment is provided with the
また、既存の構成に堰堤200を追加するだけで済み、実施の形態1のようにシャッターの可動機構が不要であるので、その分、省スペース化を図ることもできる。
なお、上記では、回転体201の外周面における一周のうち、供給スクリュー52の軸部529における軸芯(軸線)を中心に、最下部を含み、3/4(=75%)に相当する領域に固定部材202の内周面が摺接する(回転体201の周りを一周の3/4に相当する領域だけ固定部材202で取り囲む)としたが、固定部材202の、回転体201の外周面に摺接する領域の周方向長さは、これに限られない。
Further, it is only necessary to add the
In the above description, the area corresponding to 3/4 (= 75%) including the lowermost part around the shaft core (axis) of the
現像剤Dの堰として機能すれば良く、堰による水平時と傾斜時との現像剤Dの貯留量などから、装置構成に応じてその構成に適した長さ(堰の高さ)が決められるが、例えば一周のうち、最下部を含み、一周未満かつ2/5(=40%)以上であることが望ましい。40%よりも少なくなると堰が低くなりすぎ、堰としての機能が効き難くなる場合が多いからである。 It only has to function as a weir for the developer D, and the length (weir height) suitable for the configuration is determined according to the apparatus configuration from the storage amount of the developer D when the weir is horizontal and inclined. However, for example, it is desirable that it is less than one circle and 2/5 (= 40%) or more including the lowermost part of one circle. This is because if the amount is less than 40%, the weir becomes too low, and the function as the weir is often difficult to work.
なお、一周の50%未満40%以上の範囲の場合、固定部材202の周方向両端211,212それぞれの高さ位置による上限レベルのバランスをとるため、その周方向両端211,212が水平面299よりも下になるような位置関係にすることが好ましい。
また、上記では堰堤200を回転体201と固定部材202で構成するとしたが、これに限られない。回転部とこれの周囲を一周未満で取り囲む固定部を有する構成、すなわち、排出(搬送)スクリュー54に、その回転方向一周に亘って設けられ、排出スクリュー54と一緒に回転する円状の回転部と、排出室63の内面に当該周方向に沿って延設され、回転する円状の回転部の、少なくとも最下部を含む一周未満の部分の周面に摺接する円弧状の固定部と、を備える構成とすることができる。
In the case of the range of less than 50% and 40% or more of the circumference, the circumferential ends 211 and 212 are more than the
In the above description, the
さらに、上記実施の形態では、堰堤200が回転体201と固定部材202からなるとしたが、これに限られず、水平姿勢でも傾斜姿勢でも、現像剤Dの剤面が堰堤を越えるまでは堰堤により現像剤Dがその現像剤搬送方向上流側に溜められ、過剰により堰堤を越えると、その越えた現像剤が排出口から排出される構成であれば良い。
例えば、回転体201を設けずに、堰堤として、円筒形状の排出室の搬送路途中に、図18(a)に示すように、軸方向視、円形の外周の上部が切り欠かれてなり、中心部に透孔302を有するD字形状の固定板301を設け、供給スクリュー52の軸部529が固定板301の透孔302に隙間のない状態で挿通して、供給スクリュー52の軸部529の回転により、排出室63内の現像剤Dを搬送する構成をとることもできる。なお、軸部529と透孔302の内周面との隙間をなくすためにシールなどを介在させるとしても良い。同図では、逆巻部が設けられていないが、逆巻部を設けるとしても良い。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
For example, without providing the
また、図18(b)に示すように、図18(a)に示す固定板301よりも高さの低い固定板303を設ける構成とすることもできる。
図18に示す構成をとる場合、回転体201が設けられなくなるので、排出室63(分岐路102)の内周面の横断面形状は、円筒形に限られず、例えば角筒形状であっても良い。角筒形状の場合、固定板301の外形は、その角筒形に応じた角形に形成される。なお、固定板301などは板状に限られず、ある程度の厚みを有する形状であっても良い。
Moreover, as shown in FIG.18 (b), it can also be set as the structure which provides the fixed
When the configuration shown in FIG. 18 is adopted, the
本発明は、現像装置に限られず、傾斜姿勢において分岐路を通って排出口に向かう現像剤をその途中で堰き止める方法であるとしても良い。また、その方法をコンピュータが実行するプログラムであるとしてもよい。また、本発明に係るプログラムは、例えば磁気テープ、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、DVD−ROM、DVD−RAM、CD−ROM、CD−R、MO、PDなどの光記録媒体等、コンピュータ読み取り可能な各種記録媒体に記録することが可能であり、当該記録媒体の形態で生産、譲渡等がなされる場合もあるし、プログラムの形態でインターネットを含む有線、無線の各種ネットワーク、放送、電気通信回線、衛星通信等を介して伝送、供給される場合もある。 The present invention is not limited to the developing device, and may be a method of damming the developer passing through the branch path toward the discharge port in the inclined posture. The method may be a program executed by a computer. The program according to the present invention can be read by a computer such as a magnetic disk such as a magnetic tape or a flexible disk, an optical recording medium such as a DVD-ROM, DVD-RAM, CD-ROM, CD-R, MO, or PD. It can be recorded on various recording media, and may be produced, transferred, etc. in the form of the recording medium, or in the form of a program, including wired and wireless networks including the Internet, broadcasting, telecommunications lines, In some cases, the data is transmitted and supplied via satellite communication or the like.
<変形例>
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施の形態1では、傾斜姿勢になったときに排出室63(分岐路102)の入口を開閉するための堰き止め部材として、その入口を閉状態にする(堰き止める)第1位置と開状態にする(塞き止めを解除する)第2位置との間を移動可能なシャッター81を、現像剤Dの流路を開閉する開閉部材として設ける構成例を説明したが、これに限られない。分岐路102において排出口59に向かおうとする現像剤Dの堰き止めとその解除を切替可能な構成であれば良い。
<Modification>
As described above, the present invention has been described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the following modifications may be considered.
(1) In
例えば、第1位置と第2位置との間を移動するシャッターに代えて、分岐路102の入口または排出口59までの途中に配置され、複数枚の絞り羽根を重ね合わせてなる絞り機構を開閉部材として設け、閉鎖した状態(流路を遮断した状態)と開口がある状態(流路を開放する状態)とをアクチュエーターなどの駆動力により切り替える構成をとることもできる。この絞り機構もシャッター81と同様に、電源オフになると次にオンされるまでの間、バネなどの付勢手段により開閉部材に対して、流路を遮断する状態になる位置への付勢力を付与して、機械的に遮断状態が維持されるように構成することが好ましい。
For example, instead of a shutter that moves between the first position and the second position, the diaphragm mechanism that is arranged in the middle of the entrance of the
また、現像剤Dの流れを堰き止めすることができれば良いことからすれば、例えば堰き止め時には可動堰を高くして流れを断ち、堰き止め解除には、可動堰を極端に低くまたは堰をなくして流れを許す構成をとることも可能である。
さらに、現像剤Dの堰き止め位置は、分岐路102の入口に関わらず、例えば分岐路102においてその入口から排出口59までの間の位置であっても良い。
If the flow of the developer D can be blocked, for example, the movable weir is raised at the time of damming and the flow is cut off. It is also possible to adopt a configuration that allows flow.
Furthermore, the damming position of the developer D may be, for example, a position between the inlet and the
(2)上記実施の形態2では、現像部に堰堤200だけを設ける構成例を説明したが、これに限られず、例えば傾斜姿勢になったときにだけ、排出室63の内周面と堰堤200との間に存在する空間210を閉鎖して、現像剤Dの流路を遮断する部材を設けることもできる。空間210を閉鎖する部材としては、水平姿勢では、空間210を開放する位置に退避しており、傾斜姿勢になると、空間210を閉鎖する位置に移動する可動シャッターなどが考えられる。
(2) In the second embodiment, the configuration example in which only the
(3)上記実施の形態では、本発明に係る画像形成装置をタンデム型カラー複写機に適用した場合の例を説明したが、これに限られない。
カラーやモノクロの画像形成に関わらず、ハウジングに収容されているキャリアとトナーを含む二成分の現像剤を循環搬送すると共に、ハウジング内に補給用の現像剤を補給しつつ、過剰となった現像剤の一部を排出口から外部に排出する方式であり、搬送中の現像剤を現像ローラーなどの現像剤担持体に供給して、現像剤担持体に担持される現像剤により、感光体ドラムなどの像担持体に形成された潜像を現像する現像装置、およびこれを備える画像形成装置、例えばプリンター、ファクシミリ装置、複合機(MFP:Multiple Function Peripheral)等に適用できる。
(3) In the above embodiment, an example in which the image forming apparatus according to the present invention is applied to a tandem type color copying machine has been described, but the present invention is not limited to this.
Regardless of color or monochrome image formation, the two-component developer containing the carrier and toner contained in the housing is circulated and conveyed, while the developer for replenishment is replenished in the housing and excessive development is performed. A part of the developer is discharged to the outside from the discharge port, and the developer being conveyed is supplied to a developer carrier such as a developing roller, and the photosensitive drum is developed by the developer carried on the developer carrier. The present invention can be applied to a developing device that develops a latent image formed on an image carrier such as the above, and an image forming apparatus including the developing device, such as a printer, a facsimile machine, and a multi function peripheral (MFP).
また、シャッター81や堰堤200などの各部材の形状や大きさ、材質などが上記のものに限られないことはいうまでもない。
さらに、上記実施の形態では、循環路101とは別に、循環路101の途中から分岐した後、再度、循環路101に合流する分岐路102を設け、循環路101を搬送される現像剤Dの一部を分岐路102で搬送しつつ、その搬送される現像剤Dの一部を排出口59から外部に排出し、排出されずに残った現像剤Dを搬送して循環路101に戻す構成例を説明したが、分岐路は、これに限られない。
Needless to say, the shape, size, material, and the like of each member such as the
Furthermore, in the above-described embodiment, the
現像剤を循環搬送するための循環路から分岐して、循環路から流入する一部の現像剤を排出口59に向けて搬送するための分岐路であれば良い。例えば、循環路101の途中から分岐した分岐路が再度、循環路に合流しない構成であっても良い。この構成の場合、分岐路を搬送される現像剤Dは、全てが排出口から外部に排出されることになる。
なお、上記では供給スクリュー52に逆巻部541を設けるとしたが、これに限られず、逆巻部541を設けない構成としても良い。
Any branch path may be used as long as it is branched from a circulation path for circulating and conveying the developer and a part of the developer flowing from the circulation path is conveyed toward the
In the above description, the
また、螺旋羽根を有する供給スクリュー52などを用いて現像剤を搬送するとしたが、現像剤を回転軸方向に沿って搬送する機能を有する回転搬送部材であれば、螺旋羽根を有するものに限られず、他の形状のものであっても良い。
さらに、キャリアとトナーを含む二成分現像剤は、キャリアとトナーからなるものでも良いし、キャリアとトナーの他に添加剤などが混ぜられるものであっても良い。
Further, the developer is transported using the
Further, the two-component developer containing the carrier and the toner may be composed of the carrier and the toner, or may be an additive mixed with the carrier and the toner.
また、上記実施の形態及び上記変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしても良い。 The contents of the above embodiment and the above modification may be combined.
本発明は、感光体ドラムなどの像担持体に形成された潜像を現像剤により現像する現像装置およびこれを備える画像形成装置に広く適用することができる。 The present invention can be widely applied to a developing device that develops a latent image formed on an image carrier such as a photosensitive drum with a developer and an image forming apparatus including the developing device.
1Y,1M,1C,1K 感光体ドラム
4Y,4M,4C,4K 現像部
7Y,7M,7C,7K ホッパー
10 複写機
15 制御部
50 ハウジング
51 現像ローラー
52 供給スクリュー
53 攪拌スクリュー
54 排出スクリュー
55 堰き止め部
57 現像部傾き検出センサー
59 排出口
71,72,73,74 開口部
81 シャッター
83 シャッター駆動アクチュエーター
101 循環路
102 分岐路
153 シャッター開閉制御部
200 堰堤
201 回転体
202 固定部材
210 空間
211,212 固定部材の周方向両端
301、302 固定板
502 底面
529 軸部
D 現像剤
1Y, 1M, 1C,
Claims (5)
現像剤を循環搬送するための循環路と、
循環路から分岐して、循環路から流入する一部の現像剤を前記排出口に向けて搬送するための分岐路と、
分岐路の入口から前記排出口までの間の位置で、分岐路を流れて前記排出口に向かおうとする現像剤を堰き止める堰き止め手段と、
前記分岐路に存する現像剤を、回転軸方向に沿って搬送する回転搬送部材と、
を備え、
前記堰き止め手段は、
前記分岐路の入口から前記排出口に至るまでの間の位置に設けられている堰堤であり、
前記現像剤の剤面が前記堰堤を越えるまで当該現像剤が当該堰堤の現像剤搬送方向上流側に溜められ、当該堰堤を越えると、その越えた現像剤が前記排出口から排出される構成であり、
前記分岐路は、筒状部材で構成され、
前記回転搬送部材は、
その軸方向が前記筒状部材の内空間に現像剤搬送方向に沿うように配置され、
前記排出口は、前記筒状部材に設けられ、
前記堰提は、
前記回転搬送部材に、その回転方向一周に亘って設けられ、当該回転搬送部材と一緒に回転する円状の回転部と、
前記筒状部材の内面に前記周方向に沿って延設され、前記回転する円状の回転部の、前記周方向に少なくとも最下部を含む一周未満の外周面に摺接する円弧状の固定部と、
を備えることを特徴とする現像装置。 In this system, the developer contained in the housing is circulated and conveyed, and a part of the excess developer is discharged from the discharge port to the outside while replenishing the developer for replenishment in the housing. A developer that supplies the developer to a developer carrier and develops the latent image formed on the image carrier of the image forming apparatus with the developer carried on the developer carrier,
A circulation path for circulating and conveying the developer;
A branch path for branching from the circulation path to convey a part of the developer flowing from the circulation path toward the discharge port;
A damming means for damming a developer that flows through the branch path toward the discharge port at a position between the inlet of the branch path and the discharge port;
A rotation conveying member that conveys the developer existing in the branch path along the rotation axis direction;
Equipped with a,
The damming means is
A dam provided at a position between the entrance of the branch path and the discharge port;
The developer is accumulated on the upstream side in the developer conveying direction of the dam until the developer surface of the developer exceeds the dam, and the developer exceeding the dam is discharged from the discharge port. Yes,
The branch path is composed of a cylindrical member,
The rotary conveying member is
The axial direction is arranged in the inner space of the cylindrical member so as to follow the developer conveying direction,
The discharge port is provided in the cylindrical member,
The dam is
A circular rotating portion that is provided over the rotation conveyance member and rotates around the rotation conveyance member; and
An arcuate fixing portion that extends along the circumferential direction on the inner surface of the cylindrical member, and that slidably contacts an outer circumferential surface of less than one circumference including at least a lowermost portion of the rotating circular rotating portion. ,
Developing apparatus is characterized in that it comprises.
前記固定部の前記周方向両端が、前記搬送スクリューの軸芯を通る水平面よりも下方に位置することを特徴とする請求項2に記載の現像装置。 The circumferential length is less than 50% of the circumference;
The developing device according to claim 2 , wherein both ends of the fixing portion in the circumferential direction are located below a horizontal plane passing through an axis of the conveying screw.
前記循環路から分岐した後、再度、当該循環路に合流する流路であり、
当該流路の途中に前記排出口が設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の現像装置。 The branch path is
After branching from the circulation path, it is a flow path that joins the circulation path again.
An apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the outlet in the middle of the flow path is provided.
前記現像部として、請求項1〜4のいずれか1項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus having a developing unit that develops a latent image on an image carrier with a developer,
Examples developing unit, an image forming apparatus comprising: a developing device according to any one of claims 1-4.
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